CN109452197A - 一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，包括圈舍养羊饮水、采食饲料、舔砖、称重的物联网数据采集装置、圈舍温度传感器及转换器、物联网数采集成计算机；各个饮食行为数据采集管理机、称重数据采集管理机以及圈舍温度传感器及转换器分别与物联网数采集成计算机通信连接。基于上述装置的舍养羊只饲喂工艺优化方法，包括如下步骤：S1)采集记录羊只饮食行为数据及称重数据；S2)导入羊只饮食行为数据及称重数据；S3)导入或录入羊只基本情况数据；S4)导入或录入饲料投料数据；S5)计算羊只消耗总成本及羊只体重单位增重成本；S6)得出羊只最优饲料投料数据。本发明可得出羊只最优饲喂方法，提高圈舍养羊的生产效益。

Description

一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置及其 方法

技术领域

本发明涉及畜牧养殖信息化技术领域，具体涉及一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置及其方法。

背景技术

随着圈舍饲养技术的推广应用，畜牧养殖，特别是羊等小型牲畜，呈现出规模化、集中化、工厂化、信息化的发展趋势。在羊的圈舍饲养过程中，需要不断改进饲喂工艺，提高羊只的育肥效率，减少饲喂成本，传统的靠人工经验的粗放的喂养方式已无法获得满意的效果，这就需要通过对羊只饮食情况和体重增加情况进行数据采集和分析比较，在大量数据中找出更好的饲喂方法，并加以应用和改进，从而降低料肉比，提高生产效益。在已有技术中，下列专利公开了基于物联网的舍养羊只饮食情况的数据采集技术。

专利CN201710846558.5公开了一种圈舍养羊饮水的物联网数据采集装置，由羊只饮水碗、带触压开关的温水管、光电开关、射频电磁波收发器、电磁波拦截金属罩、羊只耳标式应答器、数据采集管理机构成。通过在舍内羊圈的墙上或圈间隔栏上安装电磁波拦截金属罩并在罩内安装射频电磁波收发器，在每只羊的耳朵上安装一个羊只耳标式应答器，在羊饮水碗上方安装光电开关。当有羊只将头部凑近饮水碗饮水时，光电开关发出触发信号通知射频电磁波收发器发出射频电磁波激活饮水羊只的羊只耳标式应答器反射自身编号到射频电磁波收发器并上传数据采集管理机，记录每只羊的饮水时间和持续时间。通过电磁波拦截金属罩隔离误激活羊只耳标式应答器反射的电磁波从而保证了采集数据的准确性。该专利所述技术的应用准确地采集和记录了每只羊每天每次饮水的开始时间和结束时间以及该羊只的耳标编号。

专利CN201710846152.7公开了一种圈舍养羊采食饲料的物联网数据采集装置，由舍内羊圈的羊床前栏、饲料槽、对射式红外线发射器与接收器、射频电磁波发射器、电磁信号接收器、电磁波拦截金属板、羊只耳标式应答器、数据采集管理机构成；通过在舍内羊圈的羊床前栏外侧立面上部隔着电磁波拦截金属板安装射频电磁波发射器和电磁信号接收器，在每只羊的耳朵上安装一个耳标式应答器，在羊床前栏的外侧两边的圈间隔栏处、靠近饲料槽上沿的位置安装对射式红外线发射器与接收器。当有羊只探头到饲料槽中采食饲料时，对射式红外线发射器与接收器发出触发信号到射频电磁波发射器发出射频电磁波，激活羊床前栏外羊只耳标式应答器并发射自身编号，电磁信号接收器收到编号并上传到数据采集管理机，记录每只羊的采食时间和持续时间。通过电磁波拦截金属板隔离误激活耳标式应答器反射的电磁波保证了采集数据的准确性。该专利所述技术的应用准确地采集和记录了每只羊每天每次采食饲料的开始时间和结束时间以及该羊只的耳标编号。

专利CN201710846026.1公开了一种圈舍养羊的舔砖物联网数据采集装置，由支架、舔砖、一组光电开关、射频电磁波收发器、电磁波拦截金属罩、羊只耳标式应答器、数据采集管理机构成。通过在舍内羊圈中稳固安置的支架顶部安装电磁波拦截金属罩并在金属罩内安装射频电磁波收发器，在每只羊的耳朵上安装一个耳标式应答器，在舔砖上方安装一组光电开关。当有羊只将头部凑近舔砖舔食时，光电开关发出触发信号通知射频电磁波收发器发出射频电磁波激活舔食羊只的耳标式应答器反射自身编号到射频电磁波收发器并上传数据采集管理机。记录每只羊舔食舔砖的时间和持续时间。通过电磁波拦截金属罩隔离误激活耳标式应答器反射的电磁波从而保证了采集数据的准确性。该专利所述技术的应用准确地采集和记录了每只羊每天每次舔食舔砖的开始时间和结束时间以及该羊只的耳标编号。

上述专利技术仅限于对羊只饮水数据或采食饲料数据或舔砖数据的单独采集和分析，不能将舍养羊只所有饮食行为数据及称重数据结合起来综合分析得出最优舍养羊只饲喂工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成羊只饮水、采食饲料、舔砖、称重的物联网数据来优化舍养羊只饲喂工艺的装置及其方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，

包括圈舍养羊饮水物联网数据采集装置、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置、舍养羊只称重的物联网数据采集装置、圈舍温度传感器及转换器、物联网数采集成计算机；

舍养羊只称重的物联网数据采集装置包括靠羊舍墙或围栏安装的采食装置、安装在采食装置上方羊舍墙或围栏上的射频电磁波收发器、安装在羊只耳朵上的耳标式应答器、称重隔栏、称重盒状平板、称重传感器、传感器载梁、称重数据转换及传输器、数据采集管理机；所述传感器载梁为两端固定安装在羊舍粪沟两边沟壁墙体上的钢梁，钢梁水平位于漏粪板下方，所述称重传感器为一只或一组压力传感器，压力传感器通过支架安装在所述传感器载梁上；所述漏粪板相应位置开设尺寸略大于所述称重盒状平板的矩形孔洞，所述称重盒状平板穿过矩形孔洞并通过支架固定安装在所述称重传感器上，所述称重盒状平板为矩形平底板及其四边上方竖直挡板形成的盒状结构，称重盒状平板的矩形平底板上表面与漏粪板的上表面位于同一水平面；所述称重隔栏为一对平行的栏杆，竖直安装在漏粪板矩形孔洞的两边外侧，所述称重隔栏一端抵近于采食装置的羊舍墙或围栏，另一端超出所述称重盒状平板；所述射频电磁波收发器安装高度低于羊只自然站立时的头部位置，射频电磁波收发器的电磁波发射方向为正下方，射频电磁波收发器与数据采集管理机通信连接，所述称重数据转换及传输器的输入端连接所述称重传感器的输出端，所述称重数据转换及传输器的输出端与数据采集管理机通信连接；

所述圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的饮水数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的采食数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的舔砖数据采集管理机、舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重数据采集管理机通过局域网与物联网数采集成计算机连接；所述圈舍温度传感器及转换器与物联网数采集成计算机通信连接。

进一步地，所述舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重盒状平板的外宽度为羊只自然站立时左右蹄距的1.2～1.5倍，外长度为羊只自然站立时前后蹄距的1.1～1.3倍；所述称重盒状平板四边上方竖直挡板的高度为2～5厘米，厚度为0.3～2厘米。

进一步地，所述舍养羊只称重的物联网数据采集装置的一对称重隔栏的平行间距为羊只体宽的1.1～1.3倍，称重隔栏的高度高于羊只臀部，称重隔栏的下部横杆低于羊只膝关节。

进一步地，所述舍养羊只称重的物联网数据采集装置的采食装置为羊只饮水碗或饲料槽。

进一步地，所述物联网数采集成计算机为单独的一台计算机，或者是圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机或圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机或圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机或舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重数据采集管理机的其中一台数据采集管理机，或者是圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机和舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重数据采集管理机所共同使用的同一台数据采集管理机。

一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化方法，包括如下步骤：

S1)采集记录羊只饮食行为数据及称重数据

每日使用圈舍养羊饮水物联网数据采集装置、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置对羊只饮食行为数据进行连续采集记录，每日使用圈舍温度传感器及转换器对圈舍内温度进行测量和记录；

每日使用舍养羊只称重的物联网数据采集装置对羊只体重数据进行连续采集记录；

每日对所有舍养羊只进行巡回检查，识别、记录并隔离健康状态异常的羊只，连续采集记录数据达预设天数。

S2)导入羊只饮食行为数据及称重数据

用物联网数采集成计算机从所述圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机、称重数据采集管理机导入羊只饮水、采食饲料、舔食舔砖、称重的历史观测数据，包括羊只耳标编号id、观测期间每只羊的饮食行为B、每次行为的开始时间TS和结束时间TE、羊只体重G，所述饮食行为B是指羊只饮水ys、采食饲料cs、舔食舔砖tz的行为之一；

根据羊只耳标编号id，对这些数据进行逐一筛选，把在巡回检查中发现并隔离的健康状态异常的羊只耳标编号id对应的数据转到异常数据库存储，同时导入对应的圈舍内温度数据WD。

S3)导入或录入羊只基本情况数据

导入或录入羊只基本情况数据，包括耳标编号id、出生时间、品种、性别、分类、所在羊栏编号和曾在羊栏编号；

羊只的分类包括哺乳羔羊、育肥羊、种母羊、种公羊这四大类，哺乳羔羊按日龄划分为若干阶段，育肥羊按日龄划分为若干阶段，种母羊按日分为体成熟前期、空怀期、孕产期和哺乳期四个阶段，种公羊按日分为体成熟前期、配种期和非配种期三个阶段；则所有羊只可划分为K＝2M+2N+4+3个类别，即：

第a阶段的公哺乳羔羊，a＝1,2,……,M；第b阶段的母哺乳羔羊，b＝1,2,……,M，M是指哺乳羔羊按日龄划分为M个阶段；

第c阶段的公育肥羊，c＝1,2,……,N；第d阶段的母育肥羊，d＝1,2,……,N，N是指育肥羊按日龄划分为N个阶段；

体成熟前期种母羊，孕产期种母羊，哺乳期种母羊，空怀期种母羊；

体成熟前期种公羊，配种期种公羊，非配种期种公羊；

不同类别的羊只分栏圈养。

S4)导入或录入饲料投料数据

导入或录入每个羊栏编号l每日的饲料投料和舔砖投放数据，包括：饲料投料次数Ntcl(l,k,date)、饲料投料时间Ttcl(l,k,date)、每次饲料投料量Qtcl(l,k,date)、每次投料的饲料配方编号Ptcl(l,k,date)、投放舔砖的型号Mtz(l,k,date)和投放时间TMtz(l,k,date)；其中，l＝1,...,L，l是羊栏编号，L是羊栏总数；k是类别编号，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3个类别，date是日期。

S5)计算羊只消耗总成本及羊只体重单位增重成本

分别对每个类别k＝1,...,K，按照耳标编号id，提取对应饮食行为B的开始时间TS和结束时间TE历史观测数据，按照开始时间TS中的日期，计算每日每个耳标编号id的羊只的饮水次数Nys(id,k,date)、采食次数Ncs(id,k,date)、舔食舔砖次数Ntz(id,k,date)，再计算该日每个耳标编号id的饮水总时长Tys(id,k,date)＝∑_{Nys(id,k,date)}(TEys(id)-TSys(id))、采食饲料总时长Tcs(id,k,date)＝∑_{Ncs(id,k,date)}(TEcs(id)-TScs(id))、舔食舔砖总时长Ttz(id,k,date)＝∑_{Ntz(id,k,date)}(TEtz(id)-TStz(id))；其中，TSys(id)和TEys(id)是耳标编号id的羊只本次饮水开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机，TScs(id)和TEcs(id)是耳标编号id的羊只本次采食饲料开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机，TStz(id)和TEtz(id)是耳标编号id的羊只本次舔食舔砖开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机；

从称重数据采集管理机导入的羊只称重数据{id，date，G}记为{G(id，t)}，t＝date是日期，记ΔG(id，t)＝G(id，t)-G(id，t-1)，ΔG(id，t)是耳标编号id的羊只从第t-1天到第t天的体重变化量；

设类别k的类别阶段天数为Tkt，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3，kt是类别k阶段天数中的某一天，kt＝1,...,Tkt，对所有羊只耳标编号id，ΔG(id，k，Tkt)是耳标编号id的羊只在类别k阶段的Tkt天的体重变化量；

按照羊栏编号l计算类别k的耳标编号id羊只在类别阶段天数Tkt中的采食饲料累计时长ZTcs(k)＝∑_id∑_ktTcs(id,k,kt)，舔食舔砖累计时长ZTtz(k)＝∑_id∑_ktTtz(id,k,kt)，饮水累计时长ZTys(k)＝∑_id∑_ktTys(id,k,kt)，其中，kt＝1,...,Tkt，id＝1,...,NT，NT是编号l的羊栏中的羊只总数；

计算Tkt天中的饲料投料累计量ZQtcl(l,k)＝∑_kt∑_Ntcl(l,k,kt)Qtcl(l,k,kt)，称量或估算舔砖消耗量ZMtz(l,k)，估算饮水消耗量ZSys(l,k)；计算羊栏编号l在类别k的Tkt天中的饲料总成本Ctcl(l,k)＝f(ZQtcl(l,k),Ptcl(l,k))、舔砖总成本Ctz(l,k)＝g(ZMtz(l,k),Mtz(l,k))、饮水总成本Cys(l,k)＝h(ZSys(l,k),WD(k))；其中，f(·)表示饲料成本关于饲料投料量和饲料配方的函数，g(·)表示舔砖成本关于舔砖消耗量和舔砖型号的函数,h(·)表示饮水成本关于饮水消耗量和圈舍温度的函数，WD(k)表示类别k的Tkt天中的圈舍平均温度，当圈舍温度较低时，需电加热饮水以保证羊只饮水恒温；

上述三项总成本是羊栏编号l在类别k的Tkt天中羊栏内所有羊只消耗的，按照每个耳标编号id羊只的采食饲料、舔食舔砖、饮水的总时长估算每个耳标编号id羊只所消耗的成本，计算耳标编号id羊只消耗的总成本

由此估算出每只公或母哺乳羔羊在M个类别阶段、公或母育肥羊在N个类别阶段的体重单位增重的成本R(id,k)＝CC(id,k)/ΔG(id,Tkt)；估算出种母羊和种公羊在体成熟前期阶段的体重单位增重的成本，以及种母羊在孕产期、哺乳期、空怀期阶段的保膘成本，种公羊在配种期和非配种期阶段的保膘成本。

S6)得出羊只最优饲料投料数据

对每个类别阶段k，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3，在所有相同k的类别阶段中找出使R(id,k)最小的id^*(k)，然后找出耳标编号id^*(k)对应的羊栏编号l*(k)，再找出饲料配方编号Ptcl(l*(k),k)和舔砖型号Mtz(l*(k),k)，找出耳标编号id^*(k)羊只的日饮水次数Nys(id^*(k),k)和各次饮水开始时间TSys(id^*(k))与结束时间TEys(id^*(k))、日采食饲料次数Ncs(id^*(k),k)和各次采食饲料开始时间TScs(id^*(k))与结束时间TEcs(id^*(k))、日舔食舔砖次数Ntz(id^*(k),k)和各次舔食舔砖开始时间TStz(id^*(k))与结束时间TEtz(id^*(k))，饮水总时长Tys(id^*(k),k)、采食总时长Tcs(id^*(k),k)、舔食舔砖总时长Ttz(id^*(k),k)；

用日采食饲料次数Ncs(id^*(k),k)和各次采食饲料开始时间TScs(id^*(k))替代原饲料投料次数Ntcl(l,k,date)和饲料投料时间Ttcl(l,k,date)，每次饲料投料量Qtcl(l,k,date)按单位增重投料系数估算；

Q*tcl(l,k,date)＝ΔG(id，k，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(k),k)/Tkt，其中，ρ是单位增重投料系数；舔砖投放时间TMtz(l,k,date)不变；

对所有类别阶段按上述方法进行处理，则由{饲料配方编号Ptcl(l*(a),a)，舔砖型号Mtz(l*(a),a)，饲料投料次数Ntcl(l,a,date)＝Ncs(id^*(a),a)，饲料投料时间Ttcl(l,a,date)＝TScs(id^*(a))，每次饲料投料量Q*tcl(l,a,date)＝ΔG(id，a，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(a),a)/Tkt}构成了公哺乳羔羊和母哺乳羔羊体重单位增重成本最小的饲喂方法，其中a＝1,2,……,M是指第a阶段类别，M是指哺乳羔羊按日龄划分为M个阶段类别，对应的饲喂成本为{R(id^*,1),...,R(id^*,a),...,R(id^*,M)}；

由{饲料配方编号Ptcl(l*(c),c)，舔砖型号Mtz(l*(c),c)，饲料投料次数Ntcl(l,c,date)＝Ncs(id^*(c),c)，饲料投料时间Ttcl(l,c,date)＝TScs(id^*(c))，每次饲料投料量Q*tcl(l,c,date)＝ΔG(id，c，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(c),c)/Tkt}构成了公育肥羊和母育肥羊体重单位增重成本最小的饲喂方法，其中c＝1,2,……,N是指第c阶段类别，N是指育肥羊按日龄划分为N个阶段类别，对应的饲喂成本为{R(id^*,1),...,R(id^*,c),...,R(id^*,N)}；同样地作出种母羊四个阶段和种公羊三个阶段对应的成本最小的饲喂方法。

进一步地，S1)中舍养羊只称重的步骤如下：

T1)称重传感器在工作状态连续输出毫伏测量信号，称重数据转换及传输器按预设的采样周期T将测量信号转换为称重数据d(k)发送到数据采集管理机；

当有羊只进入由称重隔栏形成的区域饮水或采食时，羊只前蹄踏上称重盒状平板触发称重传感器输出非零信号，所述数据采集管理机收到非零称重数据序列后，开始按预设的窗口周期数K对收到的称重数据{d(k),d(k+1),......,d(k+K-1)}计算移动平均值g(k+K-1)＝[d(k)+d(k+1)+......+d(k+K-1)]/K；

饮水或采食开始后，羊只头部位于射频电磁波收发器的正下方，安装在羊只耳朵上的耳标式应答器被射频电磁波收发器发射的电磁波激活，即发射包含应答器编号的电磁波信号，射频电磁波收发器收到该信号后将该羊只的耳标式应答器编号数据ID传送给所述数据采集管理机，数据采集管理机收到羊只耳标式应答器的编号数据ID，把它与称重数据移动平均值g(k+K-1)关联起来，记录为(ID，g(k+K-1))。

T2)计算该编号数据ID对应的两个相邻的移动平均值间的偏差e(k+K)＝g(k+K)-g(k+K-1)，当e(k+K)的绝对值小于预设值E时，即│e(k+K)│<E时，所述数据采集管理机把数组{ID，当前时间，g(k+K)}存储到羊只称重数据日志文件中。

T3)所述数据采集管理机对前一日和当日具有相同ID的数组{ID，当前时间，g(k+K)}中相邻“当前时间”对应的g(k+K)数据进行比较，如果出现较大偏差，大于预设的上限，比如│g(k1+K)-g(k2+K)│>MAX(g(k1+K)，g(k2+K))*25％，则所述数据采集管理机发出故障预警，提示进行现场检查；如果没有出现较大偏差，则转到步骤T4)。

T4)所述数据采集管理机每日对前一日的羊只称重数据日志文件中的数据进行整理，在具有相同ID的数组{ID，当前时间，g(k+K)}中，从“当前时间”中提取日期数据date，计算称重数据g(k+K)的平均值G，形成数组{ID，date，G}并存储在羊只称重数据库中。

T5)所述数据采集管理机每日滚动删除预设保留时间段之前的羊只称重数据日志文件。

T6)返回步骤T1)。

进一步地，在步骤T1)中，如果称重数据d(k)出现非零值后又出现零值，则这些数据都舍去，直到再次出现非零称重数据，才用于计算移动平均值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置及其方法，采集记录数以千只甚至上万只圈舍养羊的观测数据，将圈舍养羊的包括羊只饮水、采食饲料、舔食舔砖的饮食行为数据与羊只称重数据集成分析计算，得出羊只最优饲喂方法，从而提高肉用羊圈养生产的效益。

附图说明

图1是本发明一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置实施例1的结构示意图。

图2是本发明一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置实施例2的结构示意图。

图3是本发明一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。

实施例1

如图1所示，一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，包括圈舍养羊饮水物联网数据采集装置1、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置2、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置3、舍养羊只称重的物联网数据采集装置4、圈舍温度传感器及转换器5、物联网数采集成计算机6；

舍养羊只称重的物联网数据采集装置4包括靠羊舍墙或围栏安装的羊只饮水碗13、安装在羊只饮水碗13上方羊舍墙或围栏上的射频电磁波收发器12、安装在羊只耳朵上的耳标式应答器10、称重隔栏411、称重盒状平板412、称重传感器413、传感器载梁415、称重数据转换及传输器414、数据采集管理机416。

所述传感器载梁415为两端固定安装在羊舍粪沟两边沟壁墙体上的钢梁，钢梁水平位于漏粪板422下方，所述称重传感器413为一只或一组压力传感器，压力传感器通过支架安装在所述传感器载梁415上。

所述漏粪板422相应位置开设尺寸略大于所述称重盒状平板412的矩形孔洞，所述称重盒状平板412穿过矩形孔洞并通过支架固定安装在所述称重传感器413上，所述称重盒状平板412为矩形平底板及其四边上方竖直挡板形成的盒状结构，称重盒状平板412的矩形平底板上表面与漏粪板422的上表面位于同一水平面；所述称重盒状平板412的外宽度为羊只自然站立时左右蹄距的1.2～1.5倍，外长度为羊只自然站立时前后蹄距的1.1～1.3倍；所述称重盒状平板412四边上方竖直挡板的高度为2～5厘米，厚度为0.3～2厘米。

所述称重隔栏411为一对平行的栏杆，竖直安装在漏粪板422矩形孔洞的两边外侧，所述称重隔栏411一端抵近于采食装置的羊舍墙或围栏，另一端超出所述称重盒状平板412；所述射频电磁波收发器12安装高度低于羊只自然站立时的头部位置，射频电磁波收发器12的电磁波发射方向为正下方，射频电磁波收发器12与数据采集管理机416通信连接，所述称重数据转换及传输器414的输入端连接所述称重传感器413的输出端，所述称重数据转换及传输器414的输出端与数据采集管理机416通信连接；称重隔栏411的平行间距为羊只体宽的1.1～1.3倍，称重隔栏411的高度高于羊只臀部，称重隔栏411的下部横杆低于羊只膝关节。

所述圈舍养羊饮水物联网数据采集装置1的饮水数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置2的采食数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置3的舔砖数据采集管理机、舍养羊只称重的物联网数据采集装置4的称重数据采集管理机416通过局域网与物联网数采集成计算机6连接；所述圈舍温度传感器及转换器5与物联网数采集成计算机6通信连接。所述物联网数采集成计算机6为单独的一台计算机，或者是圈舍养羊饮水物联网数据采集装置1的数据采集管理机或圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置2的数据采集管理机或圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置3的数据采集管理机或舍养羊只称重的物联网数据采集装置4的称重数据采集管理机416的其中一台数据采集管理机，或者是圈舍养羊饮水物联网数据采集装置1的数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置2的数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置3的数据采集管理机和舍养羊只称重的物联网数据采集装置4的称重数据采集管理机所共同使用的同一台数据采集管理机。

如图3所示，一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化方法，包括如下步骤：

S1)采集记录羊只饮食行为数据及称重数据

每日使用圈舍养羊饮水物联网数据采集装置、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置对羊只饮食行为数据进行连续采集记录，每日使用圈舍温度传感器及转换器对圈舍内温度进行测量和记录；

每日使用舍养羊只称重的物联网数据采集装置对羊只体重数据进行连续采集记录；

每日对所有舍养羊只进行巡回检查，识别、记录并隔离健康状态异常的羊只，连续采集记录数据达预设天数。

S1)中舍养羊只称重的步骤如下：

T1)称重传感器在工作状态连续输出毫伏测量信号，称重数据转换及传输器按预设的采样周期T将测量信号转换为称重数据d(k)发送到数据采集管理机；

当有羊只进入由称重隔栏形成的区域饮水或采食时，羊只前蹄踏上称重盒状平板触发称重传感器输出非零信号，所述数据采集管理机收到非零称重数据序列后，开始按预设的窗口周期数K对收到的称重数据{d(k),d(k+1),......,d(k+K-1)}计算移动平均值g(k+K-1)＝[d(k)+d(k+1)+......+d(k+K-1)]/K；

饮水或采食开始后，羊只头部位于射频电磁波收发器的正下方，安装在羊只耳朵上的耳标式应答器被射频电磁波收发器发射的电磁波激活，即发射包含应答器编号的电磁波信号，射频电磁波收发器收到该信号后将该羊只的耳标式应答器编号数据ID传送给所述数据采集管理机，数据采集管理机收到羊只耳标式应答器的编号数据ID，把它与称重数据移动平均值g(k+K-1)关联起来，记录为(ID，g(k+K-1))；

在步骤T1)中，如果称重数据d(k)出现非零值后又出现零值，则这些数据都舍去，直到再次出现非零称重数据，才用于计算移动平均值。

T2)计算该编号数据ID对应的两个相邻的移动平均值间的偏差e(k+K)＝g(k+K)-g(k+K-1)，当e(k+K)的绝对值小于预设值E时，即│e(k+K)│<E时，所述数据采集管理机把数组{ID，当前时间，g(k+K)}存储到羊只称重数据日志文件中。

T3)所述数据采集管理机对前一日和当日具有相同ID的数组{ID，当前时间，g(k+K)}中相邻“当前时间”对应的g(k+K)数据进行比较，如果出现较大偏差，大于预设的上限，比如│g(k1+K)-g(k2+K)│>MAX(g(k1+K)，g(k2+K))*25％，则所述数据采集管理机发出故障预警，提示进行现场检查；如果没有出现较大偏差，则转到步骤T4)。

T4)所述数据采集管理机每日对前一日的羊只称重数据日志文件中的数据进行整理，在具有相同ID的数组{ID，当前时间，g(k+K)}中，从“当前时间”中提取日期数据date，计算称重数据g(k+K)的平均值G，形成数组{ID，date，G}并存储在羊只称重数据库中。

T5)所述数据采集管理机每日滚动删除预设保留时间段之前的羊只称重数据日志文件。

T6)返回步骤T1)。

S2)导入羊只饮食行为数据及称重数据

用物联网数采集成计算机从所述圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机、称重数据采集管理机导入羊只饮水、采食饲料、舔食舔砖、称重的历史观测数据，包括羊只耳标编号id、观测期间每只羊的饮食行为B、每次行为的开始时间TS和结束时间TE、羊只体重G，所述饮食行为B是指羊只饮水ys、采食饲料cs、舔食舔砖tz的行为之一；

根据羊只耳标编号id，对这些数据进行逐一筛选，把在巡回检查中发现并隔离的健康状态异常的羊只耳标编号id对应的数据转到异常数据库存储，同时导入对应的圈舍内温度数据WD。

S3)导入或录入羊只基本情况数据

导入或录入羊只基本情况数据，包括耳标编号id、出生时间、品种、性别、分类、所在羊栏编号和曾在羊栏编号；

羊只的分类包括哺乳羔羊、育肥羊、种母羊、种公羊这四大类，哺乳羔羊按日龄划分为若干阶段，育肥羊按日龄划分为若干阶段，种母羊按日分为体成熟前期、空怀期、孕产期和哺乳期四个阶段，种公羊按日分为体成熟前期、配种期和非配种期三个阶段；则所有羊只可划分为K＝2M+2N+4+3个类别，即：

第a阶段的公哺乳羔羊，a＝1,2,……,M；第b阶段的母哺乳羔羊，b＝1,2,……,M，M是指哺乳羔羊按日龄划分为M个阶段；

第c阶段的公育肥羊，c＝1,2,……,N；第d阶段的母育肥羊，d＝1,2,……,N，N是指育肥羊按日龄划分为N个阶段；

体成熟前期种母羊，孕产期种母羊，哺乳期种母羊，空怀期种母羊；

体成熟前期种公羊，配种期种公羊，非配种期种公羊；

不同类别的羊只分栏圈养。

S4)导入或录入饲料投料数据

导入或录入每个羊栏编号l每日的饲料投料和舔砖投放数据，包括：饲料投料次数Ntcl(l,k,date)、饲料投料时间Ttcl(l,k,date)、每次饲料投料量Qtcl(l,k,date)、每次投料的饲料配方编号Ptcl(l,k,date)、投放舔砖的型号Mtz(l,k,date)和投放时间TMtz(l,k,date)；其中，l＝1,...,L，l是羊栏编号，L是羊栏总数；k是类别编号，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3个类别，date是日期。

S5)计算羊只消耗总成本及羊只体重单位增重成本

分别对每个类别k＝1,...,K，按照耳标编号id，提取对应饮食行为B的开始时间TS和结束时间TE历史观测数据，按照开始时间TS中的日期，计算每日每个耳标编号id的羊只的饮水次数Nys(id,k,date)、采食次数Ncs(id,k,date)、舔食舔砖次数Ntz(id,k,date)，再计算该日每个耳标编号id的饮水总时长Tys(id,k,date)＝∑_{Nys(id,k,date)}(TEys(id)-TSys(id))、采食饲料总时长Tcs(id,k,date)＝∑_{Ncs(id,k,date)}(TEcs(id)-TScs(id))、舔食舔砖总时长Ttz(id,k,date)＝∑_{Ntz(id,k,date)}(TEtz(id)-TStz(id))；其中，TSys(id)和TEys(id)是耳标编号id的羊只本次饮水开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机，TScs(id)和TEcs(id)是耳标编号id的羊只本次采食饲料开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机，TStz(id)和TEtz(id)是耳标编号id的羊只本次舔食舔砖开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机；

从称重数据采集管理机导入的羊只称重数据{id，date，G}记为{G(id，t)}，t＝date是日期，记ΔG(id，t)＝G(id，t)-G(id，t-1)，ΔG(id，t)是耳标编号id的羊只从第t-1天到第t天的体重变化量；

设类别k的类别阶段天数为Tkt，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3，kt是类别k阶段天数中的某一天，kt＝1,...,Tkt，对所有羊只耳标编号id，ΔG(id，k，Tkt)是耳标编号id的羊只在类别k阶段的Tkt天的体重变化量；

按照羊栏编号l计算类别k的耳标编号id羊只在类别阶段天数Tkt中的采食饲料累计时长ZTcs(k)＝∑_id∑_ktTcs(id,k,kt)，舔食舔砖累计时长ZTtz(k)＝∑_id∑_ktTtz(id,k,kt)，饮水累计时长ZTys(k)＝∑_id∑_ktTys(id,k,kt)，其中，kt＝1,...,Tkt，id＝1,...,NT，NT是编号l的羊栏中的羊只总数；

计算Tkt天中的饲料投料累计量ZQtcl(l,k)＝∑_kt∑_Ntcl(l,k,kt)Qtcl(l,k,kt)，称量或估算舔砖消耗量ZMtz(l,k)，估算饮水消耗量ZSys(l,k)；计算羊栏编号l在类别k的Tkt天中的饲料总成本Ctcl(l,k)＝f(ZQtcl(l,k),Ptcl(l,k))、舔砖总成本Ctz(l,k)＝g(ZMtz(l,k),Mtz(l,k))、饮水总成本Cys(ll,k)＝h(ZSys(l,k),WD(k))；其中，f(·)表示饲料成本关于饲料投料量和饲料配方的函数，g(·)表示舔砖成本关于舔砖消耗量和舔砖型号的函数,h(·)表示饮水成本关于饮水消耗量和圈舍温度的函数，WD(k)表示类别k的Tkt天中的圈舍平均温度，当圈舍温度较低时，需电加热饮水以保证羊只饮水恒温；

上述三项总成本是羊栏编号l在类别k的Tkt天中羊栏内所有羊只消耗的，按照每个耳标编号id羊只的采食饲料、舔食舔砖、饮水的总时长估算每个耳标编号id羊只所消耗的成本，计算耳标编号id羊只消耗的总成本

由此估算出每只公或母哺乳羔羊在M个类别阶段、公或母育肥羊在N个类别阶段的体重单位增重的成本R(id,k)＝CC(id,k)/ΔG(id,Tkt)；估算出种母羊和种公羊在体成熟前期阶段的体重单位增重的成本，以及种母羊在孕产期、哺乳期、空怀期阶段的保膘成本，种公羊在配种期和非配种期阶段的保膘成本。

S6)得出羊只最优饲料投料数据

对每个类别阶段k，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3，在所有相同k的类别阶段中找出使R(id,k)最小的id^*(k)，然后找出耳标编号id^*(k)对应的羊栏编号l*(k)，再找出饲料配方编号Ptcl(l*(k),k)和舔砖型号Mtz(l*(k),k)，找出耳标编号id^*(k)羊只的日饮水次数Nys(id^*(k),k)和各次饮水开始时间TSys(id^*(k))与结束时间TEys(id^*(k))、日采食饲料次数Ncs(id^*(k),k)和各次采食饲料开始时间TScs(id^*(k))与结束时间TEcs(id^*(k))、日舔食舔砖次数Ntz(id^*(k),k)和各次舔食舔砖开始时间TStz(id^*(k))与结束时间TEtz(id^*(k))，饮水总时长Tys(id^*(k),k)、采食总时长Tcs(id^*(k),k)、舔食舔砖总时长Ttz(id^*(k),k)；

用日采食饲料次数Ncs(id^*(k),k)和各次采食饲料开始时间TScs(id^*(k))替代原饲料投料次数Ntcl(l,k,date)和饲料投料时间Ttcl(l,k,date)，每次饲料投料量Qtcl(l,k,date)按单位增重投料系数估算；

Q*tcl(l,k,date)＝ΔG(id，k，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(k),k)/Tkt，其中，ρ是单位增重投料系数；舔砖投放时间TMtz(l,k,date)不变；

对所有类别阶段按上述方法进行处理，则由{饲料配方编号Ptcl(l*(a),a)，舔砖型号Mtz(l*(a),a)，饲料投料次数Ntcl(l,a,date)＝Ncs(id^*(a),a)，饲料投料时间Ttcl(l,a,date)＝TScs(id^*(a))，每次饲料投料量Q*tcl(l,a,date)＝ΔG(id，a，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(a),a)/Tkt}构成了公哺乳羔羊和母哺乳羔羊体重单位增重成本最小的饲喂方法，其中a＝1,2,……,M是指第a阶段类别，M是指哺乳羔羊按日龄划分为M个阶段类别，对应的饲喂成本为{R(id^*,1),...,R(id^*,a),...,R(id^*,M)}；

由{饲料配方编号Ptcl(l*(c),c)，舔砖型号Mtz(l*(c),c)，饲料投料次数Ntcl(l,c,date)＝Ncs(id^*(c),c)，饲料投料时间Ttcl(l,c,date)＝TScs(id^*(c))，每次饲料投料量Q*tcl(l,c,date)＝ΔG(id，c，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(c),c)/Tkt}构成了公育肥羊和母育肥羊体重单位增重成本最小的饲喂方法，其中c＝1,2,……,N是指第c阶段类别，N是指育肥羊按日龄划分为N个阶段类别，对应的饲喂成本为{R(id^*,1),...,R(id^*,c),...,R(id^*,N)}；同样地作出种母羊四个阶段和种公羊三个阶段对应的成本最小的饲喂方法。

实施例2

如图2所示，一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，另一种实施方式包括：羊只采食前栏24及其外侧的饲料槽25，射频电磁波收发器22安装在羊只采食前栏24的一个格口上方外侧且安装高度低于羊只自然站立时的头部位置，射频电磁波收发器22的电磁波发射方向为正下方；漏粪板422相应位置开有尺寸略大于所述称重盒状平板412的矩形孔洞，用于安装称重盒状平板412，所述称重盒状平板412位于采食前栏24的装有射频电磁波收发器22的格口内侧并正对该格口，所述称重盒状平板412与采食前栏24外侧的饲料槽25的距离约为羊颈的长度，当羊只伸出头到采食前栏24另一侧的饲料槽25中采食时，羊只四蹄都自然地站在所述称重盒状平板412上；所述称重隔栏411为安装在漏粪板422上所述矩形孔洞两边外侧的一对平行的栏杆，所述一对平行的栏杆的间距为羊只体宽的1.1到1.3倍，称重隔栏411的高度高于羊只臀部，称重隔栏411的下部横杆低于羊只膝关节，所述称重隔栏411一端抵近于采食前栏24，另一端超出所述称重盒状平板412，从而将采食前栏24的一个格口和称重盒状平板412隔离在栏杆内部，使得当有一只羊进入隔栏采食时，其他羊只无法踩踏到称重盒状平板412；所述称重数据转换及传输器414的输入端连接所述称重传感器413的输出端，所述称重数据转换及传输器414的输出端与数据采集管理机416通信连接；射频电磁波收发器22与数据采集管理机416通信连接。

采用上述装置的舍养羊只饲喂工艺优化方法同实施例1。

以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，其特征在于：

包括圈舍养羊饮水物联网数据采集装置、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置、舍养羊只称重的物联网数据采集装置、圈舍温度传感器及转换器、物联网数采集成计算机；

舍养羊只称重的物联网数据采集装置包括靠羊舍墙或围栏安装的采食装置、安装在采食装置上方羊舍墙或围栏上的射频电磁波收发器、安装在羊只耳朵上的耳标式应答器、称重隔栏、称重盒状平板、称重传感器、传感器载梁、称重数据转换及传输器、数据采集管理机；所述传感器载梁为两端固定安装在羊舍粪沟两边沟壁墙体上的钢梁，钢梁水平位于漏粪板下方，所述称重传感器为一只或一组压力传感器，压力传感器通过支架安装在所述传感器载梁上；所述漏粪板相应位置开设尺寸略大于所述称重盒状平板的矩形孔洞，所述称重盒状平板穿过矩形孔洞并通过支架固定安装在所述称重传感器上，所述称重盒状平板为矩形平底板及其四边上方竖直挡板形成的盒状结构，称重盒状平板的矩形平底板上表面与漏粪板的上表面位于同一水平面；所述称重隔栏为一对平行的栏杆，竖直安装在漏粪板矩形孔洞的两边外侧，所述称重隔栏一端抵近于采食装置的羊舍墙或围栏，另一端超出所述称重盒状平板；所述射频电磁波收发器安装高度低于羊只自然站立时的头部位置，射频电磁波收发器的电磁波发射方向为正下方，射频电磁波收发器与数据采集管理机通信连接，所述称重数据转换及传输器的输入端连接所述称重传感器的输出端，所述称重数据转换及传输器的输出端与数据采集管理机通信连接；

所述圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的饮水数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的采食数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的舔砖数据采集管理机、舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重数据采集管理机通过局域网与物联网数采集成计算机连接；所述圈舍温度传感器及转换器与物联网数采集成计算机通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，其特征在于：所述舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重盒状平板的外宽度为羊只自然站立时左右蹄距的1.2～1.5倍，外长度为羊只自然站立时前后蹄距的1.1～1.3倍；所述称重盒状平板四边上方竖直挡板的高度为2～5厘米，厚度为0.3～2厘米。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，其特征在于：所述舍养羊只称重的物联网数据采集装置的一对称重隔栏的平行间距为羊只体宽的1.1～1.3倍，称重隔栏的高度高于羊只臀部，称重隔栏的下部横杆低于羊只膝关节。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，其特征在于：所述舍养羊只称重的物联网数据采集装置的采食装置为羊只饮水碗或饲料槽。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化装置，其特征在于：所述物联网数采集成计算机为单独的一台计算机，或者是圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机或圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机或圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机或舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重数据采集管理机的其中一台数据采集管理机，或者是圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机和舍养羊只称重的物联网数据采集装置的称重数据采集管理机所共同使用的同一台数据采集管理机。

6.一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化方法，其特征在于包括如下步骤：

S1)采集记录羊只饮食行为数据及称重数据

每日使用圈舍养羊饮水物联网数据采集装置、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置对羊只饮食行为数据进行连续采集记录，每日使用圈舍温度传感器及转换器对圈舍内温度进行测量和记录；

每日使用舍养羊只称重的物联网数据采集装置对羊只体重数据进行连续采集记录；

每日对所有舍养羊只进行巡回检查，识别、记录并隔离健康状态异常的羊只，连续采集记录数据达预设天数；

S2)导入羊只饮食行为数据及称重数据

用物联网数采集成计算机从所述圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机、圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机、称重数据采集管理机导入羊只饮水、采食饲料、舔食舔砖、称重的历史观测数据，包括羊只耳标编号id、观测期间每只羊的饮食行为B、每次行为的开始时间TS和结束时间TE、羊只体重G，所述饮食行为B是指羊只饮水ys、采食饲料cs、舔食舔砖tz的行为之一；

根据羊只耳标编号id，对这些数据进行逐一筛选，把在巡回检查中发现并隔离的健康状态异常的羊只耳标编号id对应的数据转到异常数据库存储，同时导入对应的圈舍内温度数据WD；

S3)导入或录入羊只基本情况数据

导入或录入羊只基本情况数据，包括耳标编号id、出生时间、品种、性别、分类、所在羊栏编号和曾在羊栏编号；

羊只的分类包括哺乳羔羊、育肥羊、种母羊、种公羊这四大类，哺乳羔羊按日龄划分为若干阶段，育肥羊按日龄划分为若干阶段，种母羊按日分为体成熟前期、空怀期、孕产期和哺乳期四个阶段，种公羊按日分为体成熟前期、配种期和非配种期三个阶段；则所有羊只可划分为K＝2M+2N+4+3个类别，即：

第a阶段的公哺乳羔羊，a＝1,2,……,M；第b阶段的母哺乳羔羊，b＝1,2,……,M，M是指哺乳羔羊按日龄划分为M个阶段；

第c阶段的公育肥羊，c＝1,2,……,N；第d阶段的母育肥羊，d＝1,2,……,N，N是指育肥羊按日龄划分为N个阶段；

体成熟前期种母羊，孕产期种母羊，哺乳期种母羊，空怀期种母羊；

体成熟前期种公羊，配种期种公羊，非配种期种公羊；

不同类别的羊只分栏圈养；

S4)导入或录入饲料投料数据

导入或录入每个羊栏编号l每日的饲料投料和舔砖投放数据，包括：饲料投料次数Ntcl(l,k,date)、饲料投料时间Ttcl(l,k,date)、每次饲料投料量Qtcl(l,k,date)、每次投料的饲料配方编号Ptcl(l,k,date)、投放舔砖的型号Mtz(l,k,date)和投放时间TMtz(l,k,date)；其中，l＝1,...,L，l是羊栏编号，L是羊栏总数；k是类别编号，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3个类别，date是日期；

S5)计算羊只消耗总成本及羊只体重单位增重成本

分别对每个类别k＝1,...,K，按照耳标编号id，提取对应饮食行为B的开始时间TS和结束时间TE历史观测数据，按照开始时间TS中的日期，计算每日每个耳标编号id的羊只的饮水次数Nys(id,k,date)、采食次数Ncs(id,k,date)、舔食舔砖次数Ntz(id,k,date)，再计算该日每个耳标编号id的饮水总时长Tys(id,k,date)＝∑_{Nys(id,k,date)}(TEys(id)-TSys(id))、采食饲料总时长Tcs(id,k,date)＝∑_{Ncs(id,k,date)}(TEcs(id)-TScs(id))、舔食舔砖总时长Ttz(id,k,date)＝∑_{Ntz(id,k,date)}(TEtz(id)-TStz(id))；其中，TSys(id)和TEys(id)是耳标编号id的羊只本次饮水开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊饮水物联网数据采集装置的数据采集管理机，TScs(id)和TEcs(id)是耳标编号id的羊只本次采食饲料开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊采食饲料物联网数据采集装置的数据采集管理机，TStz(id)和TEtz(id)是耳标编号id的羊只本次舔食舔砖开始时间和结束时间，该数据来自圈舍养羊舔砖物联网数据采集装置的数据采集管理机；

从称重数据采集管理机导入的羊只称重数据{id，date，G}记为{G(id，t)}，t＝date是日期，记ΔG(id，t)＝G(id，t)-G(id，t-1)，ΔG(id，t)是耳标编号id的羊只从第t-1天到第t天的体重变化量；

设类别k的类别阶段天数为Tkt，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3，kt是类别k阶段天数中的某一天，kt＝1,...,Tkt，对所有羊只耳标编号id，ΔG(id，k，Tkt)是耳标编号id的羊只在类别k阶段的Tkt天的体重变化量；

按照羊栏编号l计算类别k的耳标编号id羊只在类别阶段天数Tkt中的采食饲料累计时长ZTcs(k)＝∑_id∑_ktTcs(id,k,kt)，舔食舔砖累计时长ZTtz(k)＝∑_id∑_ktTtz(id,k,kt)，饮水累计时长ZTys(k)＝∑_id∑_ktTys(id,k,kt)，其中，kt＝1,...,Tkt，id＝1,...,NT，NT是编号l的羊栏中的羊只总数；

计算Tkt天中的饲料投料累计量ZQtcl(l,k)＝∑_kt∑_Ntcl(l,k,kt)Qtcl(l,k,kt)，称量或估算舔砖消耗量ZMtz(l,k)，估算饮水消耗量ZSys(l,k)；计算羊栏编号l在类别k的Tkt天中的饲料总成本Ctcl(l,k)＝f(ZQtcl(l,k),Ptcl(l,k))、舔砖总成本Ctz(l,k)＝g(ZMtz(l,k),Mtz(l,k))、饮水总成本Cys(l,k)＝h(ZSys(l,k),WD(k))；其中，f(·)表示饲料成本关于饲料投料量和饲料配方的函数，g(·)表示舔砖成本关于舔砖消耗量和舔砖型号的函数,h(·)表示饮水成本关于饮水消耗量和圈舍温度的函数，WD(k)表示类别k的Tkt天中的圈舍平均温度，当圈舍温度较低时，需电加热饮水以保证羊只饮水恒温；

上述三项总成本是羊栏编号l在类别k的Tkt天中羊栏内所有羊只消耗的，按照每个耳标编号id羊只的采食饲料、舔食舔砖、饮水的总时长估算每个耳标编号id羊只所消耗的成本，计算耳标编号id羊只消耗的总成本

由此估算出每只公或母哺乳羔羊在M个类别阶段、公或母育肥羊在N个类别阶段的体重单位增重的成本R(id,k)＝CC(id,k)/ΔG(id,Tkt)；估算出种母羊和种公羊在体成熟前期阶段的体重单位增重的成本，以及种母羊在孕产期、哺乳期、空怀期阶段的保膘成本，种公羊在配种期和非配种期阶段的保膘成本；

S6)得出羊只最优饲料投料数据

对每个类别阶段k，k＝1,...,K，K＝2M+2N+4+3，在所有相同k的类别阶段中找出使R(id,k)最小的id^*(k)，然后找出耳标编号id^*(k)对应的羊栏编号l*(k)，再找出饲料配方编号Ptcl(l*(k),k)和舔砖型号Mtz(l*(k),k)，找出耳标编号id^*(k)羊只的日饮水次数Nys(id^*(k),k)和各次饮水开始时间TSys(id^*(k))与结束时间TEys(id^*(k))、日采食饲料次数Ncs(id^*(k),k)和各次采食饲料开始时间TScs(id^*(k))与结束时间TEcs(id^*(k))、日舔食舔砖次数Ntz(id^*(k),k)和各次舔食舔砖开始时间TStz(id^*(k))与结束时间TEtz(id^*(k))，饮水总时长Tys(id^*(k),k)、采食总时长Tcs(id^*(k),k)、舔食舔砖总时长Ttz(id^*(k),k)；

用日采食饲料次数Ncs(id^*(k),k)和各次采食饲料开始时间TScs(id^*(k))替代原饲料投料次数Ntcl(l,k,date)和饲料投料时间Ttcl(l,k,date)，每次饲料投料量Qtcl(l,k,date)按单位增重投料系数估算；

Q*tcl(l,k,date)＝ΔG(id，k，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(k),k)/Tkt，其中，ρ是单位增重投料系数；舔砖投放时间TMtz(l,k,date)不变；

对所有类别阶段按上述方法进行处理，则由{饲料配方编号Ptcl(l*(a),a)，舔砖型号Mtz(l*(a),a)，饲料投料次数Ntcl(l,a,date)＝Ncs(id^*(a),a)，饲料投料时间Ttcl(l,a,date)＝TScs(id^*(a))，每次饲料投料量Q*tcl(l,a,date)＝ΔG(id，a，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(a),a)/Tkt}构成了公哺乳羔羊和母哺乳羔羊体重单位增重成本最小的饲喂方法，其中a＝1,2,……,M是指第a阶段类别，M是指哺乳羔羊按日龄划分为M个阶段类别，对应的饲喂成本为{R(id^*,1),...,R(id^*,a),...,R(id^*,M)}；

由{饲料配方编号Ptcl(l*(c),c)，舔砖型号Mtz(l*(c),c)，饲料投料次数Ntcl(l,c,date)＝Ncs(id^*(c),c)，饲料投料时间Ttcl(l,c,date)＝TScs(id^*(c))，每次饲料投料量Q*tcl(l,c,date)＝ΔG(id，c，Tkt)·ρ/Ncs(id^*(c),c)/Tkt}构成了公育肥羊和母育肥羊体重单位增重成本最小的饲喂方法，其中c＝1,2,……,N是指第c阶段类别，N是指育肥羊按日龄划分为N个阶段类别，对应的饲喂成本为{R(id^*,1),...,R(id^*,c),...,R(id^*,N)}；同样地作出种母羊四个阶段和种公羊三个阶段对应的成本最小的饲喂方法。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化方法，其特征在于S1)中舍养羊只称重的步骤如下：

T1)称重传感器在工作状态连续输出毫伏测量信号，称重数据转换及传输器按预设的采样周期T将测量信号转换为称重数据d(k)发送到数据采集管理机；

当有羊只进入由称重隔栏形成的区域饮水或采食时，羊只前蹄踏上称重盒状平板触发称重传感器输出非零信号，所述数据采集管理机收到非零称重数据序列后，开始按预设的窗口周期数K对收到的称重数据{d(k),d(k+1),......,d(k+K-1)}计算移动平均值g(k+K-1)＝[d(k)+d(k+1)+......+d(k+K-1)]/K；

饮水或采食开始后，羊只头部位于射频电磁波收发器的正下方，安装在羊只耳朵上的耳标式应答器被射频电磁波收发器发射的电磁波激活，即发射包含应答器编号的电磁波信号，射频电磁波收发器收到该信号后将该羊只的耳标式应答器编号数据ID传送给所述数据采集管理机，数据采集管理机收到羊只耳标式应答器的编号数据ID，把它与称重数据移动平均值g(k+K-1)关联起来，记录为(ID，g(k+K-1))；

T2)计算该编号数据ID对应的两个相邻的移动平均值间的偏差e(k+K)＝g(k+K)-g(k+K-1)，当e(k+K)的绝对值小于预设值E时，即│e(k+K)│<E时，所述数据采集管理机把数组{ID，当前时间，g(k+K)}存储到羊只称重数据日志文件中；

T3)所述数据采集管理机对前一日和当日具有相同ID的数组{ID，当前时间，g(k+K)}中相邻“当前时间”对应的g(k+K)数据进行比较，如果出现较大偏差，大于预设的上限，比如│g(k1+K)-g(k2+K)│>MAX(g(k1+K)，g(k2+K))*25％，则所述数据采集管理机发出故障预警，提示进行现场检查；如果没有出现较大偏差，则转到步骤T4)；

T4)所述数据采集管理机每日对前一日的羊只称重数据日志文件中的数据进行整理，在具有相同ID的数组{ID，当前时间，g(k+K)}中，从“当前时间”中提取日期数据date，计算称重数据g(k+K)的平均值G，形成数组{ID，date，G}并存储在羊只称重数据库中；

T5)所述数据采集管理机每日滚动删除预设保留时间段之前的羊只称重数据日志文件；

T6)返回步骤T1)。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网数据采集的舍养羊只饲喂工艺优化方法，其特征在于：

在步骤T1)中，如果称重数据d(k)出现非零值后又出现零值，则这些数据都舍去，直到再次出现非零称重数据，才用于计算移动平均值。